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采矿工程中巷道掘进和支护应用

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：段晓波

[导读] 摘要：在采矿工程中，巷道开挖支护技术的应用不仅影响工程的安全性和效率，而且直接决定着采矿工程的经济效益，是未来矿业发展的关键。

        安徽省淮南矿业集团顾桥矿综采二队安徽淮南 232000
        摘要：在采矿工程中，巷道开挖支护技术的应用不仅影响工程的安全性和效率，而且直接决定着采矿工程的经济效益，是未来矿业发展的关键。开展采矿工程开挖支护技术的相关研究，提高对开挖支护技术的认识，抓住施工要点，最大限度地发挥技术的作用，是提高采矿工程质量的必由之路。而现阶段最重要的是加大业内人士对该技术的重视，认识其必要性，才能让从业人员真正掌握并合理运用该技术，为采矿工程创造出更大的经济效益。
        关键词：采矿工程；巷道掘进；支护应用
        导言：
        随着我国科学技术的不断发展，煤矿开采技术正稳步有序地提高，开采过程正朝着高效开采、安全开采、可持续发展的方向发展。目前，我国的采矿技术与以往相比有了很大的进步，这得益于高效的采矿技术。
        现阶段在进行采矿作业时，为了保证企业能获得高效益，必须做到安全采矿，这是最基本的要求。在进行巷道掘进时，为了保证安全，在巷道防护上要有极高的重视程度，需要拥有掌握专业巷道支护技术的人员在结合现实的支护要求后，做出有针对性的防护措施，保证施工的安全。
        1在采矿进行过程中应用巷道掘进以及支护技术的重要性
        在煤矿开采的实际过程中，为了保证巷道掘进与支护技术的有效应用，必须有计划地做好巷道掘进工作。此外，在实际掘进过程中，为使后续煤矿运输平稳、稳定，必须做好巷道空间的保护工作，进一步保障现场工作人员的人身安全。为了实现这一目标，必须对其应用支持技术。在这一过程中，巷道掘进和支护技术的目的都是为了方便煤矿运输车的采掘工作的有效运行，保证采掘工作始终稳定高效。同时还需要在保障整体煤矿开采顺利前提条件之下，降低安全事故发生的概率。因为由于地下的环境过于恶劣，其地形状况也较为复杂，因此巷道当中可能会存在一些软岩，一旦这些软岩被开采出来，可能会使得巷道出现崩塌以及破坏等现象，此时就可以将锚杆支护等支护技术应用于其中，从而保证巷道内部的稳定性。此外在掘进过程当中，通过将较为先进同时适合当地地形地势的技术应用于其中，使得煤矿开采具备更高的质量以及效率。
        2采矿工程巷道掘进和支护技术影响因素
        2.1地应力
        在具体的开采工作中，地应力交换区的施工安全会引起较大的矛盾，增加岩体的位移，引起支护的变形和破坏，甚至引起工程的坍塌和岩层的破裂。在此基础上，为了有效地解决隐患，保证采矿工程的顺利开展，相关人员将对隧道开挖支护工作进行详细的介绍，有必要保证技术方案选择的有效性，使工作面形成一定的支护体系范围。在此过程中，还需要对其采空区进行科学控制，确保采矿作业的安全性。例如，支撑控制顶板岩层，在现阶段工作面保护支撑过程中，该方式具有一定程度的普遍性，通过有效结合采工区处理和工作面支撑实现顶板管理支护。
        2.2巷道断面。
        采矿工程在进行巷道掘进工作时，相关工作人员利用合理优化巷道围岩应力来保证其支护强度，但在具体工作中，断面不可避免，会出现一定程度的应力不平衡，进而使应力分散。基于此，在具体的工作过程中，需要对控制面的形状进行科学的控制。
        2.3巷道围岩强度。
        一般来说，围岩的强度与其稳定性有着密切的关系。为了进一步保证对交叉口的支护和支护更加有效，相关工作人员需要根据现场调查后的围岩强度，合理应用支护技术。锚杆支护若能有效地提高围岩的强度，可在一定程度上增加支护力。在围岩勘察过程中，需要对地应力的承载力进行深入分析，而顶板位移与承载力之间有着非常密切的关系，如果具有较高的承载力，即使具有较大利用压力，也会使其顶板位移变化大大减小，使其支撑保护作用得到更高程度的发挥。

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基于此，在采矿工程中具体进行巷道掘进施工作业时，相关工作人员需要对其围岩强度高度重视，以此为基础，能够确保有效支护，进而对掘进安全性进行更高程度的保障[1]。
        3采矿工程巷道掘进和支护及应用
        3.1矿用支护型钢
        通过在巷道断面过程中应用开采支护钢，可以为巷道开挖提供良好的支护，从而提高整个围岩的稳定性。矿山支护钢具有良好的抗压性和柔韧性，可广泛应用于各种地质条件下。在煤矿井下巷道掘进支护过程中，通过应用采动支护钢，支护体能较好地承受矿石的驱动力和荷载力，应用采动支护钢后，分析了其荷载力大小及沿断面的实际阻力值保证它们足够接近，使整体支撑钢具有较强的应用能力。
        3.2巷道掘进和支护技术的发展
        随着改革开放的大力推进，政府政策大力支持科技创新，各行业的改革工作层出不穷。在矿井方面，矿井的设计改造也极大地发展了开采技术，增加了煤巷在井筒和巷道工程中的比重，布局也发生了翻天覆地的变化。普通的岩石密集型巷道已逐步退出历史阶段，目前的布置主要是根据巷道和预采巷道的发展情况。在开采过程中，永久巷道能够保证煤层的顺利过渡，从而促进掘进工作的开展，缩短开采周期。但我国的工程巷道多以拱形为主，其运输效率极低，而发达国家常采用运输效率更高的拱形，转变巷道的形状便成了提高开采效率的首要工作；同时，为了提高通风效果和更好的处理积水问题，还需将挖掘的单巷道变成多巷道。目前的当务之急还要选择适合的支护技术、做好支护预留，以防止由岩层关系造成的应力挤压，导致巷道出现崩塌现象。
        3.3煤矿巷道掘进技术
        煤矿巷道掘进是由放顶煤和装载过程组成的，是煤矿巷道开采技术的基础。目前，我国煤矿的主流开采技术包括多巷掘进、交叉位移掘进和综合机械化掘进技术。综合机械化掘进技术是利用多种机械设备配合掘进的传统技术。适用于煤巷、半煤岩巷和全岩巷的掘进。综合机械化掘进技术经历了多年的发展，我国煤矿企业在这项技术上具有绝对优势。多车道驱动和交叉位移驱动技术是一种同时驱动和支撑的新技术。横移驱动技术采用采煤机和锚杆钻机技术完成作业。近年来，我们国家主要采用的是钻爆法进行施工，方法的主要实施过程为先打眼，然后放炮，进而实现掘进施工的方法。常用的钻爆法是一种依靠气腿式凿岩机作业，能够实现大规模的钻爆作业。常规的钻爆法有着适用强、方便和范围广的特点，能够适应于不同种环境的施工。根据地质条件的变化，钻爆法可以适当调整，进而形成成熟稳定的施工方案。由于钻爆法有着成熟的技术和丰富的施工经验，以及科学完整的工艺，因此在我国使用的比较广泛。虽然常规的钻爆法成本低、易操作，但是掘进速度慢、工序复杂，不利于岩石的稳定，甚至引发自然灾害。综合机械化掘进技术能有效地弥补常规掘进的不足，适用于大断面岩巷掘进。由于我国技术起步较晚，综合机械化掘进技术还处于试验探索阶段。综合机械化掘进技术是应用最广泛的煤矿掘进技术。基本设备包括悬臂驱动机、转载机和螺栓钻床。悬臂式掘进机是一种多功能的掘进机，可以切割、装载和运输。转载机是输送刮板的运送机。锚杆钻机是煤矿巷道钻孔机。综合机械化掘进技术就是利用多种设备协作配合实现煤矿的开采。目前，我国较先进的掘进机为煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机，可以实现超千米深度的开采，特别是能够轻松应对软岩、地应力和地温的高压。
        结束语
        隧道开挖与支护关系到采矿工程的整体安全，是采矿工程的关键内容。为保证开采的顺利进行，各矿山单位必须随时加强开挖支护技术的深入研究，优化生产系统，优化采场结构参数、生产工艺等，并参考以往总结的施工经验，结合实际施工的具体要求，保证了施工质量和效率要求。
        参考文献：
        [1]鄂玉强，李昕蔚.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].建材与装饰，2018（4）：232.
        [2]胡国宏.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量，2018（10）：134–136.
        [3]于锋.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].科学技术创新，2018（19）：176–177.